I. PROCEDIMIENTO

Montaje 1 Calor absorbido/disipado

1. Montamos el equipo como muestra la guía.

2. Colocamos en el vaso pirex agua a temperatura del ambiente, casi hasta

la parte superior.

3. Anotamos el valor de la temperatura y el volumen del agua.

4. Encendemos el mechero. Buscamos un flujo aproximadamente

constante. La llama no debe ser muy fuerte ni estar muy cerca del vaso.

5. Medimos la distancia entre la llama y el vaso. Tuvimos que mantener

esta distancia todo el experimento para que no varien las condiciones

experimentales. Distancia 0.

6. Agitamos el agua previamente y leemos la temperatura cada 30s hasta

llegar al punto de ebullición. Anotamos los datos en la Tabla N°1.

TABLA 1 (m = 400 g)

Temperatura inicial= 20ºC

t(min)

T(ºC) t(min) T(ºC)

t(min) T(ºC) t(min) T(ºC)

30 21 300 42.7 570 65.5 840 84

60 22.5 330 45.2 600 68 870 86

90 25 360 48 630 70 900 87.5

120 27.5 390 49.5 660 72.5 930 89

150 30 420 53 690 74.3 960 90.5

180 32.5 450 55.5 720 76 990 92

210 35 480 58.5 750 78 1020 93

240 37.5 510 61 780 80 1050 94

270 40 540 63.3 810 82

7. Repita los pasos 1 y 5 bajo las mismas condiciones anteriores; ahora use

la mitad de la cantidad de agua anterior. Anote los datos en la Tabla N°2.

TABLA 2 (m/2 = 200 g)

Temperatura inicial= 20ºC

t(min) T(ºC)

t(min) T(ºC) t(min) T(ºC) t(min) T(ºC)

30 22 150 45.5 270 68 390 86.8

60 27 180 51.3 300 72.8 420 91

90 33 210 57 330 77.5 450 94.5

120 39.5 240 62.5 360 82.5 480 97.8

8. Grafique la variación de temperatura T versus el tiempo t, para los 2

casos anteriores.

Gráfica de la tabla 1

0 200 400 600 800 1000 12000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

T (°C) vs. t (s)

t (s)

T (º

C)

Gráfica de la tabla 2

0 100 200 300 400 500 6000

20

40

60

80

100

120

T (°C) vs. t (s)

t (s)

T (º

C)

9. Determine la ecuación de la grafica por el método de mínimos

cuadrados, considerando la temperatura hasta 75°C. De los gráficos

De los dos gráficos ¿Cómo identificarías el líquido que tiene mayor

masa?

Para poder identificar cual gráfica pertenece a un liquido de mayor masa

tomamos un valor de tiempo comparamos los valores de tiempo

correspondientes de temperatura, aquel que presente una temperatura

mayor presentará mayor masa por lo tanto el que presente menor

temperatura será la gráfica para la mayor masa. En la gráfica será aquella

que tenga la pendiente menor.

Método de mínimos cuadrados para la primera tabla.

b=(∑ x2∑ y−∑ x∑ xy )

¿¿

t T (t)(T) t^230 21 630 90060 22.5 1350 360090 25 2250 8100

120 27.5 3300 14400150 30 4500 22500180 32.5 5850 32400210 35 7350 44100240 37.5 9000 57600270 40 10800 72900300 42.7 12810 90000330 45.2 14916 108900360 48 17280 129600390 49.5 19305 152100420 53 22260 176400450 55.5 24975 202500480 58.5 28080 230400510 61 31110 260100540 63.3 34182 291600570 65.5 37335 324900600 68 40800 360000630 70 44100 396900660 72.5 47850 435600690 74.3 51267 476100720 76 54720 518400

9000 1174 526020 4410000∑

m=N∑ xy−∑ x∑ y

¿¿

b= (4410000 ) (1174 )−(9000)(526020)

24 (526020 )−(9000 )2== 17.8405797

m =24 (526020 )−(9000)(1174)

24 (526020 )−(9000 )2 =0.08286957

la ecuación sería: T=0.08286t+17.8405

Método de mínimos cuadrados para la segunda tabla.

10.

11.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

T (°C) t (s)

22 30

27 60

33 90

39.5 120

45.5 150

51.3 180

57 210

62.5 240

68 270

72.8 300

77.5 330

82.5 360

86.8 390

91 420

94.5 450

97.8 480

X=t y=T xy x2

30 22 660 900

60 27 1620 3600

90 33 2970 8100

120 39.5 4740 14400

150 45.5 6825 22500

180 51.3 9234 32400

210 57 11970 44100

240 62.5 15000 57600

270 68 18360 72900

300 72.8 21840 90000

330 77.5 25575 108900

∑ 1980 556.1 118794 455400

18.

19.

20.

21.

22.

23.

Hallando el “m” y “b” mediante mínimos cuadrados:

b=(∑ x2∑ y−∑ x∑ xy )

¿¿

m=N∑ xy−∑ x∑ y

¿¿

b= (455400 ) (556 .1 )−(1980)(118794 )

11 ( 455400 )−(1980 )2== 16.5618182

m =11(118794 )−(1980)(556 .1)

11 ( 455400 )−(1980 )2 =0.18884848

la ecuación sería:T= 0.1888t + 16.5618182

10. Vierta esa agua caliente en la probeta graduada hasta 200ml. Luego

viértalo en el vaso de espuma de poliuretano. Coloque un termómetro

en el vaso de espuma y tome la temperatura cada 10 segundos

durante 3 minutos. Anote los datos en la Tabla N°3.

TABLA 3

t (s) T(°C) t (s) T(°C) t (s) T(°C) t (s) T(°C)10 84 70 80.2 130 77,8 190 74,820 83 80 79,8 140 77,5 200 74,530 82 90 79,3 150 77 210 74,240 81 100 79 160 76,5 220 7450 80.8 110 78,5 170 75,8 230 73,860 80.5 120 78 180 75 240 73,5

Gráfica de la tabla 3

0 50 100 150 200 250 30068

70

72

74

76

78

80

82

84

86

T (°C) vs. t (s)

t (s)

T (°C

)

11. Seque un cubo de hielo con una toalla de papel e introdúzcalo en el agua.

12. Continúe tomando la temperatura cada 10s, agitando suavemente, hasta 3

minutos después que el cubo de hielo se haya fundido. Anote los datos en

la Tabla N°4.

t (s) T(°C) t (s) T(°C) t (s) T(°C) t (s) T(°C)10 57 70 54.8 130 53.9 190 53.220 56 80 54.5 140 53.8 200 53.130 55.8 90 54.3 150 53.7 210 5340 55.5 100 54.2 160 53.6 220 5350 55.3 110 54.1 170 53.5 230 52.860 55 120 54 180 53.3 240 52.8

Aproximadamente al minuto

Determina el volumen final del agua. V=192 ml

¿Qué masa tenía el agua originalmente? mo =190.08 g

¿Qué masa tenía el hielo originalmente? mh =11.6162g

Explique cómo determinó estas masas:

Se obtuvo el primero del volumen final y la del hielo haciendo derretir

un cubo de hielo parecido al usado y poniéndolo en la pipeta para ver su

volumen con esto hallado se pudo obtener su masa por medio de la

densidad.

13. Haga una gráfica de T versus t.

Gráfica de la tabla 4

0 50 100 150 200 250 30050

51

52

53

54

55

56

57

58

T (°C) vs. t (s)

t (s)

T (°C

)

Calcula la cantidad total de calor perdida por el agua mientras el cubo de

hielo se fundía.

Q=mc∆T cagua=1,00calg . °C

Montaje 2 Convección (Agua)

1. En el vaso de precipitados vierta alrededor de 200ml de agua.

2. Por el borde del vaso de precipitados deje caer en el agua algunos

cristales de Permanganato de potasio.

3. Con la llama baja coloque el mechero debajo del borde inferior del vaso

de precipitados.

4. Mientras se calienta, observe atentamente el agua coloreada.

El Permanganato de potasio combinado con el agua modela el

movimiento del liquido que es producido por la transferencia de calor

por convección, donde las capas inferiores que están más en contacto con

el mechero aumentan su volumen y disminuyen su densidad, por lo cual

asciende la columna del liquido, mientras que las capas superiores, que

están frías, se mueven hacia abajo.

5. Dibuje esquemáticamente en la figura 2 con líneas punteadas como el

agua sube y baja. Explique lo que observa mientras se calienta el agua.

Montaje 3 Convección (Aire)

1. Desglose la hoja con las figuras de espirales y recorte cuidadosamente.

2. Haga un nudo en el sedal y páselo por un orificio previamente hecho en

el centro del espiral.

3. Encienda el mechero con una llama baja.

4. Cuelgue la espiral entre los 15 y 20 cm por encima del mechero.

5. Observe atentamente el fenómeno. Anote sus impresiones

Cuando la espiral es colocada sobre el mechero, el aire que está cerca del

fuego recibe calor, por consiguiente, el volumen de esta capa de aire

aumenta y por eso su densidad disminuirá, haciendo que se desplace

hacia arriba por la espiral para que sea reemplazado por aire menos

caliente y más denso que viene de la región superior, este proceso

continua con una circulación de masas de aire más caliente hacia arriba y

de masas de aire frio hacia abajo este aire en movimiento moverá la

espiral haciendo que entre en rotación.

¿Si la espiral estuviera confeccionada del otro sentido, el giro seria el

mismo? ¿Por qué?

No porque el aire que es empujado hacia la espiral giraría en el sentido

que está confeccionada la espiral como una tuerca.

6. Señale tres ejemplos en los que observe este fenómeno.

a. La generación de vientos

b. Tormentas

c. Ciclones y anticiclones